Quasielastische Streuung von Neutronen zur Untersuchung der unperiodischen Bewegungen der Atome in flüssigem Selen

Kollmar, A.

Book/Report

FZJ-2017-04963

Quasielastische Streuung von Neutronen zur Untersuchung der unperiodischen Bewegungen der Atome in flüssigem Selen

Kollmar, A. (Corresponding author)FZJ*

1972
Kernforschungsanlage Jülich, Verlag Jülich

Jülich : Kernforschungsanlage Jülich, Verlag, Berichte der Kernforschungsanlage Jülich 829, 42 p., Abb. (1972)

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/15019

Report No.: Juel-0829-FF

Abstract: Zur Untersuchung der Bewegungsvorgänge in flüssigem Selen wurde dessen quasielastische Streuung langsamer Neutronen in Abhängigkeit von dem Streuvektor $\vec{K}$ gemessen. Die Messungen erfolgten am reinen Selen und an Mischungen von Selen mit3 at.% und 6 at.% Jod, in dem Temperaturbereich von 250° C bis 450° C. Das zugesetzte Jod verkürzt die polymeren Kettenmoleküle des flüssigen Selen, was zu einer starken Verringerung der Viskosität führt. Die im Bereich der Streuvektoren von 0,8 $\mathring{A}^{-1}$ bis 1,9 $\mathring{A}^{-1}$ aus der Energiebreite der quasielastischen Linie gewonnene Diffusionskonstante erwies sich als von dem Jodgehalt unabhängig und als wesentlich größer als die mit einer Tracer-Methode gemessene makroskopische Diffusionskonstante des reinen Selens. Die aus der Temperaturabhängigkeit der Linienbreite erhaltene Aktivierungsenergie war viel kleiner als die für die Viskosität. Es wird deshalb die Annahme gemacht, daß eine Sprungbewegung der Atome in den Ketten zwischen verschiedenen, diskreten (nur relativ langsam driftenden) Gleichgewichtslagen beobachtet wurde, die nicht zum Materietransportbeiträgt. Die experimentelle quasielastische Linie wird unter dieser Annahme als eine Überlagerung einer nahezu elastischen Linie mit einer in der Breite von $\vec{K}$ unabhängigen quasielastischen Linie interpretiert. Das Intensitätsverhältnis beider Anteile hängt von $\vec{K}$ ab, was zu einer Variation der Breite der resultierenden Kurve mit $\vec{K}$ führt. Die Sprungweite liegt zwischen 1,5 $\mathring{A}$ und 2,5 $\mathring{A}$. Als möglicher Bewegungsvorgang mit einer solchen Sprungweite kommt eine Schraubungsbewegung kurzer Stücke der spiralförmigen dreizähligen Ketten in Frage, bei der ein Atom jeweils den Platz seines nächsten Nachbarn in der Kette einnimmt. Im Rahmen dieses Modells erhält man bei 350° C eine Zeit von $5 \cdot 10^{-12} sec zwischen zwei Sprüngen. Die Aktivierungsenergie dieser Sprungrate beträgt 7 kcal/Mol, im Gegensatz zu der von 18 kcal/Mol für die Viskosität.

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